1、第12章活性污泥法，第1節(jié)基本概念，什么是活性污泥？由細(xì)菌、細(xì)菌膠束、原生動物、后生動物等微生物群組成，吸附污水中的有機(jī)和無機(jī)物質(zhì)，具有一定的生命力和良好的污水凈化功能。性質(zhì)，顏色，黃棕色，狀態(tài)，礬花狀顆粒，味道，泥土氣味，相對密度，曝氣池混合物：1.0021.003，回流污泥：1.0041.006，20100 cm2/毫升/毫升，比表面積，細(xì)菌：異養(yǎng)原核生物其優(yōu)勢菌株：產(chǎn)堿桿菌等。是降解污染物的主體，具有分解有機(jī)物的能力。真菌：它由微小的腐生或寄生細(xì)菌組成，可以分解碳水化合物、脂肪和蛋白質(zhì)，但絲狀細(xì)菌的繁殖會導(dǎo)致污泥膨脹。微生物組成的特征(1)，微生物組成的特征(2)，原生動物：石棺，鞭毛蟲

2、和纖毛蟲，捕食自由細(xì)菌。其出現(xiàn)的順序反映了處理過的水的質(zhì)量(這里，質(zhì)量指的是有機(jī)物的去除)，它最初是一種肉糜蟲，其次是鞭毛蟲和游動纖毛蟲；當(dāng)處理后的水質(zhì)良好時，有固定的纖毛蟲，如鐘形蟲、等樹形蟲、單獨(dú)的縊蟶、多毛類和纖毛蟲。后生動物(主要是輪蟲、線蟲、甲蟲，如水蚤)捕食細(xì)菌膠束和原生動物，是水質(zhì)穩(wěn)定的標(biāo)志。產(chǎn)堿桿菌、絲狀菌、草履蟲、游動纖毛蟲、鐘形蟲、固定纖毛蟲、輪蟲、線蟲、曝氣池、曝氣池出水堰、曝氣池混合液與水混合進(jìn)入二沉池。生物量分析：mlss表示總懸浮固體物質(zhì)，mlvss的揮發(fā)性固體成分表示有機(jī)物含量，燃燒后多氯硝基苯殘留量表示無機(jī)物含量。mlvss含有大量的微生物，但不僅僅是微生物的數(shù)

3、量。由于測量方便，目前仍大致用于表示微生物的數(shù)量。污泥沉降比：活性污泥的沉降和濃縮性能。將混合溶液放入1000毫升或100毫升量筒中，沉降30分鐘后，測量沉淀活性污泥的體積，污泥沉降率表示為混合溶液體積的比例(%)。曝氣池中混合液的沉降率一般為15-30%。污泥體積指數(shù)：svi，sv不能準(zhǔn)確表示污泥沉降性能，所以人們認(rèn)為用單位干污泥的濕污泥體積來表示污泥沉降性能，簡稱污泥指數(shù)，其單位為ml/g。在一定污泥量下，svi反映了活性污泥的混凝沉淀。如果svi值高，則意味著sv值大，沉降差；如svi小，污泥顆粒致密，污泥無機(jī)化程度高，沉降性好。然而，如果svi太低，污泥的礦化度高，其活性和吸附性差。一

4、般來說，當(dāng)svi為100150時，降水性能較好；然而，當(dāng)使用svi200時，沉降差，污泥容易膨脹。然而，根據(jù)廢水的不同性質(zhì)，該指標(biāo)也不同。如果廢水中溶解有機(jī)物含量高，正常svi值可能更高；相反，當(dāng)廢水含有更多的無機(jī)懸浮固體時，正常的svi值可能較低?；钚晕勰喾ǖ幕具^程、活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程和活性污泥曝氣過程中降解(去除)有機(jī)物的過程可分為兩個階段：活性污泥降解污水中有機(jī)物的過程、污水與污泥混合曝氣后生化需氧量的變化曲線以及活性污泥曝氣過程中污水中有機(jī)物的變化分析表明：污水中有機(jī)物p105，該曲線反映了污水中有機(jī)物的去除規(guī)律；該曲線反映了活性污泥對有機(jī)物的利用規(guī)律；該曲線反映了活性污

5、泥吸附有機(jī)物的規(guī)律。這三條曲線反映了在曝氣過程中，污水中有機(jī)物的去除在短時間內(nèi)(圖中約5小時)基本完成(見曲線)；污水中的有機(jī)物首先被轉(zhuǎn)移(吸附)到污泥中(見曲線)，然后逐漸被微生物利用(見曲線)；吸附在相對較短的時間內(nèi)基本完成(圖中約45分鐘)(見曲線)；第二部分是活性污泥法的發(fā)展。第一，活性污泥法曝氣反應(yīng)池的基本形式，塞流完全混合閉環(huán)流序批式工藝，傳統(tǒng)活性污泥法，分步曝氣，完全混合法，淺層曝氣，深層曝氣，高負(fù)荷曝氣或變形曝氣，克勞斯法，延長時間曝氣，接觸穩(wěn)定法，氧化溝，純氧曝氣，活性污泥生物濾池(abf工藝)，吸附生物降解工藝(ab工藝)，序批式活性污泥法(sbr工藝)，第二， 活性污泥法

6、、有機(jī)物去除法和氨氮硝化法的發(fā)展和演變，在傳統(tǒng)的推流式曝氣池中，混合液的需氧量很高，實(shí)際情況是：前半部分的需氧量遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，后半部分的需氧量供不應(yīng)求。 減少曝氣的目的是合理布置擴(kuò)散器，使氣流分布沿程變化，總風(fēng)量保持不變，從而提高處理效率。逐漸減少暴露氣體，逐漸減少暴露氣體，并引入一部分從水箱末端到水箱中點(diǎn)的流入水進(jìn)行流入。階段(分步)曝氣，分步曝氣示意圖，完全混合法，在分步曝氣的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步大幅度增加進(jìn)水點(diǎn)，同時，相應(yīng)增加回流污泥并使其在曝氣池中快速混合，而長池也可以完全混合。完全混合的概念，(1)池液各部分中微生物的種類和數(shù)量基本相同，生活環(huán)境也基本相同。(2)當(dāng)進(jìn)水有沖擊負(fù)荷時，池液成分變

7、化也很小，因?yàn)樨?fù)荷的突然增加可以由整個池混合液分擔(dān)，而不是由推流中的部分回流污泥承擔(dān)。從某種意義上說，全混合池是一個大型的緩沖均壓池，在處理工業(yè)污水方面有一定的優(yōu)勢。(3)池液中各部分的需氧量相對均勻。完全混合法的特點(diǎn)，完全混合法，淺氣體暴露，特點(diǎn)：氣泡形成和破裂瞬間的氧轉(zhuǎn)移速率最大。在淺水層中用大量空氣曝氣可以獲得較高的氧轉(zhuǎn)移速率。pas veer 1953年的研究：10個靜水中的氧轉(zhuǎn)移特性，如下圖所示。擴(kuò)散器的深度應(yīng)在水面以下0.60.8米，這樣可以節(jié)約電力成本，發(fā)電效率可達(dá)1.82.6千克(o2)/千瓦時。與普通曝氣相比，淺層曝氣的風(fēng)量有所增加，但風(fēng)壓僅為普通曝氣的1/41/6左右，約為

8、10kpa，因此能耗略有下降。曝氣池的水深一般為34m，深寬比為1.01.3，氣比為3040 m3/(m3h)。淺水池適用于中小型污水處理廠。有些污水處理廠只需要部分處理，因此產(chǎn)生了高負(fù)荷曝氣法。曝氣池中的mlss濃度約為300500毫克/升，曝氣時間短，約為23小時，處理效率僅為65%左右，這與傳統(tǒng)的活性污泥法不同，因此常被稱為變形曝氣。高負(fù)荷曝氣或變形曝氣，延長曝氣的特點(diǎn)：曝氣時間很長，可達(dá)24h甚至更長，mlss值高，達(dá)到3000.6萬毫克/升；活性污泥在時空上部分處于內(nèi)源呼吸狀態(tài)，剩余污泥小且穩(wěn)定，無需消化，可直接排放；適用于污水量少的場合。近年來，家用小型污水處理系統(tǒng)得到了廣泛應(yīng)用。

9、氧化溝是一種特殊形式的延伸曝氣工藝，其池體狹長，池深較淺，溝內(nèi)安裝有表面曝氣裝置。曝氣裝置的旋轉(zhuǎn)推動溝渠中的液體快速流動，具有曝氣和攪拌兩種功能。溝渠中混合液的流速約為0.250.3米/秒，使活性污泥處于懸浮狀態(tài)。氧化溝，吸附生物降解工藝(ab法)，a級高負(fù)荷或超高負(fù)荷運(yùn)行，b級低負(fù)荷運(yùn)行，a級曝氣池停留時間短，3060分鐘，b級停留24小時。該系統(tǒng)無一級沉淀池，a級曝氣池為開放式生物系統(tǒng)一、吸附生物降解工藝(ab法)，ab兩級主要工藝參數(shù)的比較及推薦值，序批式活性污泥法(sbr法)，sbr法的基本運(yùn)行模式由進(jìn)水、反應(yīng)、沉淀、出水和閑置五個基本過程組成，構(gòu)成了一個從污水流入到閑置的循環(huán)。在每個

10、循環(huán)中，上述過程在帶有曝氣或攪拌裝置的反應(yīng)器中依次進(jìn)行。(1)工藝系統(tǒng)簡單，沒有設(shè)置二沉池，曝氣池具有二沉池的功能，沒有污泥回流設(shè)備；(2)抗沖擊負(fù)荷，一般情況下(包括工業(yè)污水處理)，無需設(shè)置調(diào)節(jié)池；(3)時間上為塞流，比連續(xù)流系統(tǒng)更容易得到更好的出水水質(zhì)；(4)操作靈活，通過適當(dāng)調(diào)整各單元的運(yùn)行狀態(tài)，可以達(dá)到脫氮除磷的效果；(5)污泥沉降性能好，svi值低，能有效防止絲狀菌膨脹；(6)脫氮除磷效果好。序批式活性污泥法，與連續(xù)流活性污泥法相比，序批式活性污泥法的優(yōu)點(diǎn)是：(1)容積利用率低；(2)水頭損失大；(3)不連續(xù)出水；(4)高峰需氧量；(5)設(shè)備利用率低；(6)運(yùn)行控制相對復(fù)雜；(7)不

11、適合大水量。序批式活性污泥法(序批式活性污泥法)，序批式活性污泥法的缺點(diǎn)，(1)生物選擇器(2)缺氧區(qū)(3)好氧區(qū)(4)回流污泥和剩余污泥(5)潷水器循環(huán)活性污泥法，1，5，30，cass(cast/casp)底物降解率與底物濃度、生物量等的關(guān)系。微生物增殖速率與底物濃度、生物量等的關(guān)系。首先，建立模型的假設(shè)，(1)曝氣池完全混合，(2)進(jìn)水中的微生物可以忽略不計(jì)，(3)所有可生物降解的底物完全溶解，(4)系統(tǒng)處于穩(wěn)定狀態(tài)，(5)二沉池中沒有微生物活動，(6)二沉池中沒有污泥堆積，泥水分離良好，是完全混合活性污泥系統(tǒng)的典型過程，(2)lawrencemccartry模型， 污泥(1)在穩(wěn)定狀態(tài)

12、下，系統(tǒng)中活性污泥的物質(zhì)平衡為：活性污泥的凈生長率gmlvss/(m3d)、通過控制污泥齡，可以控制微生物的比生長率、替代，出水有機(jī)物濃度只是污泥齡和動力學(xué)參數(shù)的函數(shù)，與進(jìn)水有機(jī)物濃度無關(guān)。 (2)穩(wěn)定狀態(tài)下，作為曝氣池基質(zhì)的物料平衡：活性污泥濃度與進(jìn)水和出水水質(zhì)、污泥齡和動力學(xué)參數(shù)密切相關(guān)。由勞倫斯和麥卡蒂推導(dǎo)出的活性污泥數(shù)學(xué)模型第4節(jié)氣體轉(zhuǎn)移原理和曝氣設(shè)備第3節(jié)溶解氧如果沒有足夠的溶解氧，好氧微生物既不能生存也不能發(fā)揮氧化分解作用。雙膜理論的基本觀點(diǎn)是在氣液界面有兩層膜(氣膜和液膜)。當(dāng)氣體分子從一個相進(jìn)入另一個相時，這兩種薄膜會使氣體分子產(chǎn)生阻力。當(dāng)氣體分子從氣相轉(zhuǎn)移到液相時，如果氣體溶

13、解度低，阻力主要來自液膜。氧轉(zhuǎn)移速率和供氣量的計(jì)算，曝氣擴(kuò)散設(shè)備的堵塞系數(shù)(0.650.9)，穩(wěn)定條件下活性污泥微生物的氧轉(zhuǎn)移速率等于好氧速率(rr)，氣壓修正系數(shù)=局部氣壓/標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，總傳質(zhì)系數(shù)，kla值受污水質(zhì)量影響， 當(dāng)清水的測量值用于污水時，應(yīng)進(jìn)行修正。同一清水的cs0值應(yīng)乘以用于污水時的系數(shù)，因此上述公式為：在標(biāo)準(zhǔn)條件下，轉(zhuǎn)移到一定體積的脫氧清水中的總氧(os，單位：kg/h)為：而在實(shí)際條件下，總氧(o2， 由相同的曝氣系統(tǒng)設(shè)備轉(zhuǎn)移到相同容積曝氣池的混合溶液中的kg/h)為：和，實(shí)際需氧量o2根據(jù)生化過程計(jì)算，根據(jù)氧氣利用效率ea，計(jì)算曝氣系統(tǒng)所需的供氣量gs、gs(m3/h)，

14、配備3個風(fēng)機(jī)臺架和4個備用風(fēng)機(jī)臺架(備用風(fēng)機(jī)可用于同時補(bǔ)充高峰負(fù)荷時的供氣量)。 風(fēng)機(jī)選擇的主要依據(jù)是：風(fēng)壓和單風(fēng)量。p=h hd hf安全壓頭是根據(jù)擴(kuò)散設(shè)備的淹沒水深和風(fēng)壓損失、風(fēng)道壓力損失、調(diào)節(jié)閥和管道內(nèi)其他配件的局部壓力損失以及機(jī)械曝氣的選擇確定的，如泵葉輪充氧量與葉輪直徑和葉輪線速度的關(guān)系：標(biāo)準(zhǔn)條件下除氧清水中的qs充氧量，kg/h葉輪線速度。 m/s d葉輪直徑k池式修正系數(shù)，曝光設(shè)備，高速單級鼓風(fēng)機(jī)曝氣系統(tǒng)的組成，鼓風(fēng)曝氣，空氣凈化器，空氣輸配系統(tǒng)，鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)的組成，過濾器和入口消音器，過濾器壓力損失監(jiān)測，鼓風(fēng)機(jī)旁路和旁路消音器，鼓風(fēng)曝氣，普通鼓風(fēng)機(jī)形式，1。 容積式鼓風(fēng)機(jī)：羅茨

15、鼓風(fēng)機(jī)和旋轉(zhuǎn)鼓風(fēng)機(jī)，2。單級高速離心風(fēng)機(jī)、丹麥hv-turbo風(fēng)機(jī)、英國howden風(fēng)機(jī)、常用風(fēng)機(jī)形式、常用風(fēng)機(jī)形式、美國power mizer多級風(fēng)機(jī)、多極離心風(fēng)機(jī)、離心風(fēng)機(jī)外觀、離心風(fēng)機(jī)室、鼓風(fēng)曝氣、空氣凈化器、鼓風(fēng)機(jī)、擴(kuò)散器、空氣輸配管系統(tǒng)、鼓風(fēng)曝氣、空氣凈化器、鼓風(fēng)機(jī)、擴(kuò)散器、空氣輸配管系統(tǒng)、穿孔曝氣管隔膜式微孔曝氣機(jī)、微孔曝氣設(shè)備、微孔曝氣盤、zdb式振動曝氣機(jī)、kbb式可變微孔曝氣機(jī)、 微孔曝氣器的實(shí)際安裝、微孔曝氣管、微孔曝氣設(shè)備的測試、微孔曝氣設(shè)備的安裝、微孔曝氣設(shè)備的清水檢驗(yàn)、微孔曝氣設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)、表面曝氣機(jī)的增氧原理：(1)曝氣設(shè)備的提水和輸送功能曝

16、氣(2)曝氣設(shè)備旋轉(zhuǎn)時，在其周圍形成一個水躍，液體被拋入空氣中，劇烈攪拌后被吸入空氣中； (3)當(dāng)曝氣設(shè)備高速旋轉(zhuǎn)時，在后側(cè)形成負(fù)壓區(qū)以吸入空氣。機(jī)械曝氣：表面曝氣機(jī)、泵形、倒傘形、平板形、傘形曝氣機(jī)、倒傘形機(jī)械曝氣機(jī)、表面曝氣機(jī)、浸沒式曝氣機(jī)、曝氣旋轉(zhuǎn)刷、旋轉(zhuǎn)刷曝氣機(jī)、水平軸曝氣旋轉(zhuǎn)刷或轉(zhuǎn)盤、待測曝氣轉(zhuǎn)盤、射流曝氣機(jī)、曝氣設(shè)備性能指標(biāo)、氧轉(zhuǎn)移率：單位：mg (o2)/。充氧能力(或功率效率):即每1k瓦時的功率消耗中，轉(zhuǎn)移到水中的氧氣量(或氧氣轉(zhuǎn)移率)，單位為千克(o2)/(千瓦時)。氧氣利用率：通過鼓風(fēng)曝氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到混合溶液中的氧氣與總氧氣供應(yīng)量的比率，單位為。、曝氣設(shè)備性能、注：各種曝氣

17、設(shè)備不僅要滿足充氧要求，還要滿足最低混合強(qiáng)度要求：采用鼓風(fēng)曝氣，處理1m3污水，曝氣量為3m3；如果曝氣池水位較深，可根據(jù)最小曝氣強(qiáng)度(單位底面積和單位時間曝氣量)控制：大、中泡擴(kuò)散器：1.2 m3/(m2h)小泡擴(kuò)散器：2.2 m3/(m2h)機(jī)械曝氣：混合池功率：25w/m3；氧化溝15w/m3，第5節(jié)活性污泥法去除有機(jī)污染物的工藝設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)計(jì)算任務(wù)，工藝流程的確定，曝氣池類型的選擇，曝氣池容積的計(jì)算，污泥回流比的確定，所需供氧量的計(jì)算，曝氣設(shè)備剩余污泥量的計(jì)算，主要依據(jù)：水質(zhì)和水量數(shù)據(jù)，生活污水或以生活污水為主的城市污水，成熟的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，工業(yè)廢水，實(shí)驗(yàn)研究和設(shè)計(jì)參數(shù)，1。曝氣池容積的設(shè)計(jì)和計(jì)算、污泥齡法、有機(jī)物加載法、1。有機(jī)物負(fù)荷